Statistics of rogue waves in isotropic wave fields
本文研究了在地面重力波湍流逆级联中出现的异常波的统计特性。在这样的统计均匀，稳定和各向同性波场，低频波产生的非线性相互作用，而不是直接迫使造波机。这提供了一个实验室实现可以说是最简单的非线性海状态，其中进行长时间的收购和理论模型进行比较。对数千个异常波的分析表明，它们的一些性质主要取决于四波共振相互作用，例如，大波峰比二阶模型预测的更有可能。
2022-06-14 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Rogue Heat and Diffusion Waves
在本文中，我们数值显示和讨论流氓热和扩散波的存在和特点。更具体地说，我们使用两种不同的非线性热（扩散）模型，并表明调制不稳定性导致这些模型的框架中产生意想不到的和大的波动。这些波动可以被称为流氓热（扩散）波。我们讨论的属性和统计的流氓波。我们的研究结果可以在许多分支中找到许多重要的应用，如非线性传热，湍流，金融数学，化学或生物扩散，核反应，地下水渗透，以及在非线性太沙基固结模型框架下模拟的孔隙水压力扩散，仅举几例。
2019-07-18 nlin.PS physics.flu-dyn
"Breathing" rogue wave observed in numerical experiment
对最近导出的弱三维水波的完全非线性运动方程[V. P. Ruban，Phys. Rev. E { \bf 71}，055303（R）（2005）]进行了数值模拟，模拟结果表明，在深水中，单个极端波的自发形成。该异常波以振荡方式表现，并且存在相对长的时间（许多波周期）而其最大振幅没有显著变化。
2006-05-01 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lifetimes of rogue wave events in direct numerical simulations of deep-water irregular sea waves
在这项研究中，流氓波寿命的问题，这有助于详细说明这一危险的海洋现象的一般情况。对不规则波群进行了直接数值模拟，获得了完整准确的异常波发生和演化的数据。模拟是通过位流欧拉方程的HOS方案进行的;模拟了纯共线波系、中等波峰和短波峰海况。我们将近距离位置和近时间时刻的瞬时异常高波与新对象，流氓事件相结合，这有助于从物理角度更稳定，更一致地检索异常事件。基于模拟波浪数据建立了异常波浪事件概率分布。它们显示了一部分具有小方向带宽的粗糙海况与另一部分的小振幅状态和短峰状态之间的显著差异。前者支持长寿命的流氓波模式（相应的概率分布有厚尾），虽然后者具有流氓事件寿命的指数概率分布，并产生更短的流氓波事件。
2019-03-21 physics.ao-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
On spatial Fourier spectrum of rogue wave breathers
在本文中，我们推导出了孤子族在恒定背景下的空间傅里叶谱的精确解析表达式。这些孤子也被称为呼吸子，是非线性薛定谔方程的精确解，被认为是流氓波模型的原型。取决于空间-时间域中的周期性，波数-时间域中的特性可以以连续或离散谱为特征。
2021-07-22 nlin.PS physics.flu-dyn
Enhanced rise of rogue waves in slant wave groups
在深水长峰波的完全非线性运动方程的数值模拟表明，在细长波组的极端波的形成发生最密集，如果在初始状态下的波前是倾斜的方向组。导致最高异常波的“最佳”角度取决于初始波振幅和波群宽度，并且在实际重要的参数范围内，该角度约为18-28度。
2011-06-21 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Symmetric influence of forward and opposing tidal currents on rogue wave statistics
基于北海南部长期观测，本文研究水流强度与方向对畸形波概率的影响，发现顺流和逆流的放大作用相近，且异常统计量与单向定常水流实验结果同量级。
2024-07-31 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Vector Rogue Waves and Baseband Modulation Instability in the Defocusing Regime
我们报告和讨论的矢量非线性薛定谔方程，描述流氓波在散焦制度的解析解。这类解包括亮-暗和暗-暗异常波。调制不稳定性（MI）和流氓波之间的联系显示，只有一种特殊的MI，即基带MI，可以维持流氓波的形成。在散焦制度矢量流氓波的存在，预计将是一个重要的进展，在解释极端波在各种物理场景描述的多组分系统，从海洋学到光学和等离子体物理。
2014-03-15 nlin.PS nlin.SI physics.flu-dyn
Shallow water rogue wavetrains in nonlinear optical fibers
除了从光学CW的调制不稳定性发展的深水流氓波之外，光纤中的波传播也可以产生浅水流氓波。这些极端波浪事件是在调制稳定的正常色散状态下产生的。适当的相位或频率调制的连续激光器导致无啁啾和平顶脉冲或flaticons表现出稳定的自相似演变。在碰撞时，也可能发生在波分复用传输系统中的不同载波频率的flaticon合并成单个高强度的时间和空间局部化的流氓脉冲。
2013-01-05 nlin.PS physics.flu-dyn physics.optics
A Tomographic Approach For the Early Detection of 2D Rogue Waves
在本文中，我们提出了一个有效的层析成像方法的早期检测的二维流氓波。该方法依赖于在流氓波变得明显之前及时检测圆锥光谱特征的原理。更具体地说，所提出的方法是基于使用压缩采样（CS），然后使用滤波反投影（FBP）算法从这些投影构建2D频谱的波场的新兴圆锥2D频谱的1D Radon变换。对于2D流氓波模型，我们使用径向对称的Peregrine孤子和Akhmediev-Peregrine孤子解的非线性薛定谔方程，它可以模拟的峰值结构的特性的2D流氓波和圆锥形的频谱，可以被视为一个稀疏的信号。我们表明，新兴的圆锥形频谱的二维流氓波之前，他们变得明显的时间可以有效地获得所提出的方法。
2017-02-26 nlin.PS physics.flu-dyn physics.optics
Nonlinear stage of the Benjamin-Feir instability: Three-dimensional coherent structures and rogue waves
一个具体的，真正的三维机制流氓波的形成，在后期阶段的扰动斯托克斯深水波的调制不稳定性，是通过数值实验确认。模拟是基于完全非线性方程描述弱三维势流的理想流体与自由表面的保角变量。在不稳定性的非线性阶段，观察到自发形成的锯齿波振幅图案。如果初始波陡度足够高（$ka>0.06$），这些相干结构就会产生异常波。最高的波浪出现在“转弯”的地方。对于$ka<0.06$，结构通常衰减而不形成陡波。
2007-04-24 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Modelling rogue waves through exact dynamical lump soliton controlled by ocean currents
流氓波是非常高和陡峭的孤立波，它突然出现在平静的海洋中，消失得同样快。然而，尽管Rogue波是局部表面波，但它们的理论模型和实验观测大多是一维的，其中大多数只承认有限和固定的振幅和波的模数倾角。提出了一个二维精确可解的非线性薛定谔方程（NLS），该方程可从基本流体力学方程导出并具有可积结构。所提出的二维方程具有调制不稳定性和由非线性效应引起的频率校正，并具有方向偏好性，所有这些都可以通过精确的解析结果来确定。2D NLS方程还允许精确的集总解，其可以模拟具有可调节高度和模块化倾斜的完全生长的表面Rogue波。在海流的影响下，块孤子出现和消失之前的空穴状态，其动力学控制的电流项。这些理想的属性，使我们的精确模型有希望描述海洋流氓波。
2015-02-02 nlin.SI physics.flu-dyn
An extended Kundu-Eckhaus equation for modeling dynamics of rogue waves in a chaotic wave-current field
在本文中，我们提出了一个扩展的Kundu-Eckhaus方程（KEE）的动力学建模的斜流氓波出现在附近的波阻塞点，由于反向电流。我们提出的方程是一个KEE与一个额外的潜在的条款，因此，在本文中提出的结果可以很容易地推广到研究的流氓波和超短（飞秒）脉冲的KEE的量子隧穿性质。在扩展的KEE框架下，数值模拟表明海流的混沌扰动触发了海面上的流氓波。我们提出并实现了一个分裂的步骤计划，并表明，我们提出的扩展KEE是不稳定的随机混沌扰动在当前的配置文件。这些扰动将单色波场转变为具有许多峰的混沌海状态。我们的数值计算表明，由于扰动的流氓波的形状在当前的配置文件密切遵循的形式合理流氓波的解决方案，特别是对中心峰。我们还讨论了混沌电流扰动的大小对流氓波发生统计的影响。
2016-04-30 physics.ao-ph physics.flu-dyn quant-ph
3D effects in the dynamics of oceanic rogue waves: A numerical study
讨论了长峰深水波的完全非线性演化方程数值模拟的最新结果，其中观察到极端波的形成。几个算例表明，流体运动的三维性对无赖波的形成过程有着重要的影响。特别是，在存在细长波群的情况下，当在初始状态下波阵面倾斜于波群方向时，会出现最高的极端波。导致最高异常波的“最佳”角度取决于初始波幅和波群宽度，并且在实际重要的参数范围内，该角度约为18-28度。此外，还模拟了在不同非线性度下，随机波背景下的时空聚焦机制。
2011-08-18 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Rogue Wave Spectra of the Kundu-Eckhaus Equation
本文分析了Kundu-Eckhaus方程（KEE）的异常波谱。我们比较我们的研究结果与他们的非线性薛定谔方程（NLSE）的类似物，并表明，个别流氓波的光谱显着不同于他们的NLSE类似物。一个显著的区别是三角形频谱的单侧发展之前，流氓波变得明显的时间。此外，我们表明，增加的流氓波的偏度的结果在三角形傅立叶谱的不对称性增加。此外，三角形频谱的流氓波的KEE开始发展在其发展的早期阶段相比，他们的NLSE类似物，特别是对于较大的斜交角。该特征可用于增强异常波的早期预警时间。然而，我们表明，在一个混乱的波场与许多频谱成分的三角形频谱仍然是作为一个普遍的功能，通过调制不稳定性和KEE的分析流氓波频谱的特征可能会被抑制在一个现实的混沌波场的典型波场的主要属性。
2016-03-23 nlin.PS physics.ao-ph physics.flu-dyn
Triggering rogue waves in opposing currents
我们发现，流氓波可以自然触发时，一个稳定的波列进入一个区域的一个相反的电流流动。我们证明了流氓波的最大振幅取决于流速，$ U_0 $，和波群速度，$ c_g $之间的比率。我们还发现，一个相反的电流可以迫使流氓波在随机波场的发展，导致表面高程的统计特性的实质性变化。本文的结果可直接应用于任何适用于聚焦变系数非线性薛定谔方程的物理领域。特别是，非线性光学实验室实验是自然的候选人，实验验证我们的结果。
2011-09-01 nlin.PS physics.flu-dyn physics.optics
Approximate rogue wave solutions of the forced and damped Nonlinear Schrödinger equation for water waves
我们考虑了风和耗散对调制不稳定性的非线性阶段的影响。通过适当的变换，我们将强迫/阻尼非线性薛定谔（NLS）方程映射成标准的常系数NLS方程。只要满足以下条件，|Γt| \ll 1，其中r是由于风/耗散引起的波浪的增长/阻尼率。近似流氓波方程的解决方案，并进行了讨论。结果揭示了风和耗散对流氓波形成的影响。
2012-03-21 nlin.CD nlin.PS physics.flu-dyn
Saturation of Rogue Wave Amplification over Steep Shoals
表面重力波的变浅被认为是一种形成无赖波的机制。这个问题通常被简化为水波通过一个台阶，但非平衡物理允许考虑有限的斜率。使用空间变化的能量密度比的非均匀谱分析，我们描述了作为斜率陡度的函数的放大的依赖性。增加斜率会增加流氓波概率的放大，直到这种放大在陡峭的斜率处饱和。与此相反，随后的浅滩区的下降斜率的增加导致流氓波的概率单调下降，从而具有较强的不对称性之间的浅滩和浅滩区。由于在陡峭的斜坡上的流氓波放大的饱和，我们的模型是适用的有效性超出其范围的一个步骤，从而阐明了为什么以前的模型的基础上的步骤可以描述陡峭的有限斜率的物理。我们还解释了为什么流氓波的概率增加了浅滩，而它是较低的浅水。
2022-12-16 physics.ao-ph physics.data-an physics.flu-dyn
Experimental Evidence of Hydrodynamic Instantons: The Universal Route to Rogue Waves
流氓波的统计理论，提出和测试对实验数据收集在一个长水槽中的随机波具有不同程度的非线性机械产生和自由传播沿水槽。强有力的证据表明，在坦克中观察到的流氓波是流体动力学瞬子，即鞍点配置的行动与随机模型的波系统。如图所示，这些流体动力学瞬子是复杂的时空波场配置，可以使用大偏差理论的数学框架定义，并通过定制的数值方法计算。这些结果表明，瞬子同样很好地描述了流氓波，起源于一个简单的线性叠加机制（弱非线性条件下）或从一个非线性聚焦（强非线性条件下），铺平了道路的发展一个统一的解释流氓波的形成。
2019-11-08 nlin.PS physics.ao-ph physics.flu-dyn
Persistence of hydrodynamic envelope solitons: detection and rogue wave occurrence
本文讨论了在深水单向非线性不规则水波的直接数值模拟中观测到的一个持续200多个周期的波群。模拟条件的特点是参数现实的宽带波在海上。通过求解非线性薛定谔方程的相关散射问题，证明了该群孤子是具有显著稳定参数的强包络孤子。大部分极端波浪都发生在这一群的顶部，导致更高更长的异常波浪事件。
2021-02-03 nlin.PS physics.flu-dyn physics.geo-ph
Rogue waves emerging from the resonant interaction of three waves
我们引入了一个新的家庭的三波共振相互作用方程的解析解的建模独特的事件，即“振幅峰”，这是孤立的空间和时间的目的。这些解决方案的描述可能是一个关键的一步，在各种多分量波动力学，从海洋学光学，从等离子体物理声学的流氓波的理解和预测。
2013-04-16 nlin.PS nlin.SI physics.flu-dyn
Baseband Modulation Instability as the Origin of Rogue Waves
研究了光学和流体力学中常用的不同非线性波演化模型中流氓波解的存在性和性质。特别地，我们考虑了Fokas-Lenells方程，离焦矢量非线性薛定谔方程，长波-短波共振方程。我们表明，流氓波解决方案在所有这些模型中存在的调制不稳定的参数的子集，当且仅当不稳定的边带频谱也包含连续波或零频率扰动作为一个限制的情况下（基带不稳定）。我们数值证实，流氓波可能只会激发从弱扰动连续波时，基带不稳定性。相反，调制不稳定性导致非线性周期振荡。
2015-02-13 nlin.PS nlin.SI physics.flu-dyn
Rogue waves and analogies in optics and oceanography
我们回顾了光学和海洋环境中的流氓波和相关不稳定性的研究，特别关注最近的实验进展。在光学方面，我们强调使用实时测量技术所产生的结果，而在海洋学方面，我们考虑从分析真实世界的海浪数据和波浪水槽中的受控实验中获得的见解。虽然在理解流氓波已经取得了重大进展的基础上，在光学和流体力学的波动力学之间的类比，这些比较主要集中在一维非线性传播的情况。因此，在公海复杂环境中，关于驱动海洋流氓波产生的主要物理机制仍然存在重大争议。在这里，我们回顾国家的最先进的流氓波的研究在光学和流体力学，目的是清楚地确定在这两个领域所获得的结果之间的相似性和差异。在流体动力学，我们注意审查结果，支持海洋流氓波形成的非线性和线性解释，并在光学，我们还总结了一个新兴的研究领域的结果，应用测量技术开发的流氓波耗散孤子系统的研究。最后，我们讨论了未来的重要研究方向。
2019-12-21 nlin.PS physics.ao-ph physics.flu-dyn
Shapes and Statistics of the Rogue Waves Generated by Chaotic Ocean Current
在这项研究中，我们讨论的形状和统计的流氓（怪胎）波出现由于波流相互作用。为此，我们使用一个简单的控制方程，这是一个非线性薛定谔方程（NLSE）的扩展R。Smith（1976）.这种扩展的NLSE帐户的阻塞点附近的海洋表面的非线性动力学的电流梯度的影响。使用分裂步骤的计划，我们表明，扩展的NLSE史密斯是不稳定的随机混沌扰动的电流配置文件。因此，单位振幅的单色波场变成了一个多峰的混沌海态。通过比较数值和解析结果，我们表明，流氓波由于在当前配置文件中的扰动的形式合理流氓波的NLSE解决方案。我们还讨论了混沌流剖面扰动的大小对海洋表面流氓波产生的统计的影响。Smith推广的NLSE中的延拓项引起相移，但不改变波场的总能级。利用本文所采用的方法，可以研究由于海流阻塞效应而引起的海洋表面流氓波发生的动力学。这提高了海上作业和海上旅行的安全性。
2015-12-11 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Rogue waves of the Kundu-Eckhaus equation in a chaotic wave field
本文研究了在Kundu-Eckhaus方程（KEE）框架下产生的混沌波场的性质。调制不稳定性导致混沌波场，其表现出具有自由传播常数k的小尺度细丝。细丝的平均速度近似地由从平面波解的色散关系计算的平均群速度给出，然而传播方向由$β$参数控制，该参数是拉曼效应项前面的常数。我们还计算了不同传播常数k值下的流氓波发生概率，并表明流氓波发生概率取决于k。此外，我们已经表明，流氓波发生的概率显着依赖于五次和拉曼效应的非线性项的KEE。KEE和立方非线性薛定谔方程之间的统计比较也被提出。
2016-01-02 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Rogue Waves and Large Deviations in Deep Sea
采用一维修正的非线性薛定谔（MNLS）方程，在随机初始条件下研究了深海中异常波的出现，初始条件假定为正态分布，其谱近似于单向海况的实际情况。结果表明，可以使用包含在这个频谱作为先验的不完整的信息，并补充此信息与MNLS动态可靠地估计的概率分布的海面高程在后面的时间。我们的研究结果表明，流氓波发生时，系统击中不太可能口袋的波配置，触发大扰动的表面高度。这些口袋里的流氓波前兆是规则高度的波模式，但具有明确识别的非常特定的形状，从而允许早期检测。这里提出的方法结合了蒙特卡洛采样与大偏差理论的工具，减少了最有可能的流氓波前兆的计算，可以有效地解决优化问题。这种方法是转移到其他问题，其中系统的控制方程包含随机初始条件和/或参数。
2018-01-23 math.DS physics.ao-ph physics.flu-dyn
The excitation of rogue waves in a variable medium: an experimental study on the interaction of water waves and currents
我们的实验表明，一个稳定的波传播到一个区域的特点是相反的电流可能成为modulationaly不稳定。实验已经在两个独立的波浪水槽设施中进行;它们都配备有造波机和泵，用于产生相对于波浪在相反方向上传播的电流。实验结果支持了最近基于电流修正的非线性薛定谔方程的猜想，该方程建立了以负水平速度梯度为特征的非均匀电流可以触发流氓波。
2013-03-28 nlin.PS physics.ao-ph physics.flu-dyn
Early Detection of Rogue Waves Using Compressive Sensing
我们讨论了压缩采样的早期检测流氓波的可能用途。早期检测海洋异常波的有前途的技术之一是测量在其发展的早期阶段开始出现的三角傅里叶谱。为了早期检测异常波，可以将这种频谱视为稀疏信号，因为我们主要对位于中心波数处的高振幅三角形区域感兴趣。因此，压缩采样可以是一个非常有效的工具，流氓波预警系统。压缩测量值可以通过遥感技术获得，如测量海洋表面包络的相干合成孔径雷达，或通过现场技术获得，如安装在船体上的光谱量具或底部安装的压力计。通过采用数值方法，我们表明，三角形傅立叶谱可以通过压缩测量的早期阶段的流氓波的发展，如那些形式的游隼和Akhmediev游隼孤子。我们的研究结果可能会导致早期预警硬件系统的发展，使用压缩采样，从而这些系统的内存需求可以大大减少。
2017-02-16 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
On the so-called rogue waves in the nonlinear Schrödinger equation
一个流氓水波的机制仍然是未知的。一个流行的猜想是，非线性薛定谔方程（NLS）的游隼波解提供了一种机制。通过对同宿解取无限空间周期极限，可以得到一个游隼波解。在本文中，从相空间结构的角度来看，这些同宿轨道在无限维相空间中的NLS定义的动力系统，我们检查这些同宿轨道（及其近似）的可观测性。我们的结论是，这些近似的同宿轨道是最可观察的解决方案，他们应该对应于最常见的深海波，而不是罕见的流氓波。我们还讨论了流氓波的机制的其他可能性：粗糙的依赖于初始数据或有限时间爆破。
2015-11-02 math-ph math.DS math.MP
